2017年1月1日祈惶,大過年的日子,有幸體驗(yàn)了一把啥叫“面朝大海扮匠,春暖花開”捧请。為迎接新年的到來,那天登上海邊的一個(gè)小山坡棒搜,按理說血久,作為一個(gè)有文化的年輕人,應(yīng)想象著海那邊的風(fēng)景帮非,吟詩一首氧吐。然而,某無名船只把我從文學(xué)道路上帶偏了末盔,吸引我走上追求科學(xué)的路筑舅。
站在山坡上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)眺望著海上的風(fēng)景陨舱,一艘小船成功引起了我的注意翠拣。看著那首船游盲,不知為何误墓,我想起了初中地理課本上證明“地圓說”的一個(gè)證據(jù):我們眺望遠(yuǎn)處向我們駛來的船蛮粮,總是船的桅桿(掛帆用的那根東西)先出現(xiàn)在視野中,船繼續(xù)靠近谜慌,我們才能看到船身然想。
這個(gè)證據(jù)非常好理解。因?yàn)榈厍蚴菆A的欣范,船離觀察者很遠(yuǎn)時(shí)变泄,看船的視線就會(huì)被海平面擋住。船的桅桿比船身要高恼琼,船和觀察者處在某個(gè)距離的區(qū)間內(nèi)妨蛹,船身被海平面擋住,桅桿卻并未被遮住晴竞,所以船向我們駛來的時(shí)候蛙卤,我們總是先看見桅桿。
如果你沒法理解這個(gè)解釋噩死,可以想象以下場景表窘。你在逛某商場,此時(shí)離扶手電梯10米遠(yuǎn)甜滨,有人乘扶梯上樓乐严,你望向扶梯,毫無疑問衣摩,你一定會(huì)先看見每個(gè)上樓人美麗的臉龐昂验,然后才看見他們的大長腿。而你看向前方某個(gè)貨架艾扮,拐角處有人竄出來既琴,這人出現(xiàn)的時(shí)候,你一定看見了整個(gè)人(假如不考慮腳先邁出來的話)泡嘴,而不是先看見頭甫恩。
這個(gè)證據(jù)很有力,十多年來我從未懷疑過酌予,然而那艘無名船動(dòng)搖了我對(duì)教科書的堅(jiān)定信仰磺箕。我離那艘船并不遠(yuǎn),它因被海平面遮住而從視野中消失還有相當(dāng)遠(yuǎn)的距離抛虫,可我只能看見它的輪廓松靡,無法獲悉它的細(xì)節(jié)。所以建椰,我認(rèn)為雕欺,假如有一艘帆船離我遠(yuǎn)去,它一定會(huì)在被海平面遮住之前,成為視野中的一個(gè)點(diǎn)屠列,無法分清它哪部分是船身啦逆,哪部分是桅桿,因?yàn)榈厍蛱蟮崖澹谛〕叨壬咸吔谄降摹?/p>
也就是說夏志,遠(yuǎn)方的船向岸邊駛來,盡管是桅桿先出現(xiàn)在視野中撞蜂,隨后才出現(xiàn)船身,但因?yàn)檠劬Φ木窒扌越耐啵祟惒豢赡茉跊]有工具的情況下捕捉到這個(gè)過程蝌诡。那么,有沒有可能這個(gè)證據(jù)是在望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之后才為人類所發(fā)現(xiàn)的呢枫吧?我特意上網(wǎng)查了浦旱,據(jù)稱,這個(gè)證據(jù)是古希臘畢達(dá)哥拉斯學(xué)派提出來的九杂,那時(shí)候顯然還沒有發(fā)明望遠(yuǎn)鏡颁湖。
所以,我很懷疑這是編寫地理教材的人例隆,在知道地球是個(gè)球的情況下甥捺,編造了這樣一個(gè)“證據(jù)”,以讓地理課更生動(dòng)有趣镀层。
胡適先生說過一句話:“大膽假設(shè)镰禾,小心求證〕辏”既然已經(jīng)大膽懷疑吴侦,那么就必須通過嚴(yán)密的邏輯和證據(jù)來證明或證偽這一懷疑。畢竟坞古,寫在教科書的東西备韧,不能因?yàn)槲艺J(rèn)為船太遠(yuǎn)看不清而否定掉,萬一我覺得看不清是因?yàn)樽约航暷鼗痉悖只蛘呤且驗(yàn)殪F霾太嚴(yán)重呢织堂。為此,這幾天我進(jìn)行了科學(xué)的求證奶陈。
求證從數(shù)學(xué)切入捧挺,方法很簡單,就是求解觀察者眼睛與船上某點(diǎn)的連線的直線方程尿瞭,當(dāng)直線與海面相切時(shí)闽烙,該點(diǎn)即恰好被海面遮住。
考慮到是古代的船,假設(shè)船身高5米黑竞,桅桿高30米捕发,海面即為地球球面,半徑為6378千米很魂。最終經(jīng)過計(jì)算:
若觀察者的眼睛距離海面1米高(觀察者和我一樣扎酷,是個(gè)小矮子),船身恰好被海面遮住時(shí)遏匆,船離觀察者約11.5千米法挨,桅桿恰好被海面遮住時(shí),距離約為23千米幅聘;
若觀察者的眼睛距離海面100米高(站在小山坡上)凡纳,船身恰好消失,船離觀察者約44 千米帝蒿,桅桿恰好被海面遮住時(shí)荐糜,距離約為53千米。
考慮到船帆和船身高度不是恰好等于30米和5米葛超,觀察者眼睛距海面的高度也時(shí)變化的暴氏,所以,如果畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的人觀察眺望遠(yuǎn)方駛來的船绣张,船離他們10-50千米遠(yuǎn)的時(shí)候答渔,是有可能桅桿沒被海面遮住,而船沒被遮住的侥涵。那么最終問題就轉(zhuǎn)化成研儒,在這個(gè)距離上,視野里出現(xiàn)一艘船独令,人類能不能辨別出它哪部分是船身端朵,哪部分是桅桿。
人類眼睛分辨角的極限約為0.00023rad燃箭,即如果兩個(gè)點(diǎn)距離我們10千米冲呢,兩個(gè)點(diǎn)之間的距離若小于2.3米,我們會(huì)認(rèn)為這兩個(gè)點(diǎn)重合了招狸。因此敬拓,一艘桅桿高為30米的船,要成為人眼中的一個(gè)點(diǎn)裙戏,至少需要離人130千米遠(yuǎn)乘凸,所以,船身被海面遮住而桅桿未被遮住的時(shí)候累榜,船還不至于成為眼中的一個(gè)點(diǎn)营勤。至此灵嫌,我的懷疑消解了一部分。
盡管已經(jīng)知道船不會(huì)先成為一個(gè)點(diǎn)葛作,但我依然不知道在那么遠(yuǎn)的情況下寿羞,我們能不能分清船身和桅桿赂蠢。條件有限,我無法通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證玖院,只能另辟蹊徑第岖。要分清二者难菌,主要有兩個(gè)手段,一是顏色(掛了帆的桅桿通常是白色)扔傅,二是輪廓形狀烫饼。
根據(jù)網(wǎng)上的資料试读,民航客機(jī)的飛行高度一般為8-12千米钩骇,那么,我們以比較舒服的角度觀察到一輛客機(jī)的時(shí)候银亲,它與我們的距離大約為10-20千米纽匙。根據(jù)我多年看飛機(jī)的經(jīng)歷烛缔,飛機(jī)的顏色是無法分辨的,但是在合適的角度院喜,看清輪廓是可能的喷舀。常見民航客機(jī)的長度為30-70米,和帆船的桅桿高度很接近梯影。所以庶香,在10—20千米的距離上赶掖,我們是有可能(我還不敢肯定)分清船身和桅桿的,而這個(gè)距離上有可能船身被海平面遮住而桅桿未被遮住陪白。
因此咱士,我的懷疑很可能是錯(cuò)的轧钓,地理書上的內(nèi)容并不是編造的,但還不確定弛房,畢竟驗(yàn)證方法還不夠嚴(yán)謹(jǐn)文捶。
立個(gè)flag媒咳,假如發(fā)現(xiàn)了更好的方法涩澡,而且能做到,我一定會(huì)更新這篇文章的斧抱。
用一句格言結(jié)尾:紙上得來終覺淺辉浦,絕知此事要躬行宪郊。
PS:1月1日晴空萬里,假如是今天去的海邊弛槐,一定看不見那艘船乎串,自然不會(huì)想這么多叹誉。嗯长豁,希望我們每個(gè)人都能盡點(diǎn)綿薄之力,解決霧霾問題钝侠。